对万物都充满了好奇心的箕作沙沙芽（高桥花林 配音）、对美食充满了热爱的西尾未来（冈咲美保 配音）、拥有超高智商的天才少女雪野日阳（大野柚布子 配音）、性格大大咧咧对什么都不怎么在意的具志坚修普（岛袋美由利 配音），这些女孩们隶属于一个名叫“音乐少女”的偶像团体之中。
身为音乐少女的制作人，池桥大辉（平川大辅 配音）虽然每天都在非常认真的工作，但音乐少女的人气却始终低迷，公司持续赤子。最终，大辉做出了一个重要的决定，那就是吸纳新成员入团，就这样，试镜工作开始了，一位名叫山田木花子（深川芹亚 配音）的女孩也出现在了众人的视野之中。
